电力工程课程群建设的探索
牟龙华+李松峰+张鑫+王伊健
[摘 要]电气工程及其自动化专业是传统的工程学科。可以针对电气工程及其自动化本科生“厚基础、宽口径、重能力”的培养要求，提出电力工程课程群的建设目标，分析课程群内不同课程的特点。优化课程群建设的具体方案，包括课程优化、实验优化及考核优化等三个角度。
[关键词]电力工程；课程群；优化方案
[中图分类号] G642.3 [文献标识码] A [文章编号] 2095-3437（2017）04-0063-02
电气工程及其自动化专业作为传统的工程学科，已有上百年的发展历史。为适应新时期社会对电气工程人才的不同需求，国内外高校不断推动电气工程教育的发展与改革，教育理念也随着时代的发展而变化，从原来的“重理论轻实践”，逐步发展为“厚基础、宽口径、重能力”。[1][2]
电力工程作为电气工程及其自动化本科生培养的主干课程，是电气工程本科生人才培养的重点课程，也是整个电气工程专业的基础课程。[3]可见，如何提高电力工程课程的教学水平，这对于提高本科生的教育水平及毕业质量有着重要的意义。电力工程作为一门整合工厂供电及电力系统分析两门课程的综合性课程，对构建本科生电力系统知识体系具有举足轻重的作用。课程内容的丰富性造成了学时紧张、讲课内容泛而不精的情况。为解决该问题，可以从宏观层面出发，将若干电力工程相关课程内容统一整合，从而优化学时，突出重点，推动电力工程课程群建设，使学生对电力系统的整体设备运行、调度、保护及设计有一个完整的了解，最终让学生构建完整的电力工程知识体系，满足电力工业对人才发展的需求。这样，加紧推进电力工程课程群建设与实践，就成为了电气工程本科生教育改革的首要任务。
一、课程群建设理念简介
20世纪90年代，北京理工大学在题为《在课程建设中应当以教学计划的整体优化为目标》的教育改革项目中，首先提出了课程群建设的总体思路，继而逐渐发展成为学科教育改革的新兴理念，为国内众多高校教育改革提供了参考。课程群的主要内涵为[4]：整合三门及三门以上学科相关课程，相互传承，相互滲透，相互补充，从而整合课程授课内容，使课程结构合理，层次清晰，进一步挖掘课程的整体优势，从而建立起学科优势。课程群不仅能使学生能够在较短的学时内掌握重点、有效的知识，构建坚实的知识体系，也能使教师在授课过程中将有限的知识点讲透讲精。课程群的整体是全面而严谨的，这就避免了原来单一课程为求知识全面而进行“蜻蜓点水”般的讲课模式。
二、电力工程课程群建设方案
建立电力工程课程群，首先应分析原有课程授课模式的不足，然后参考课程群的内涵，选择合理的相关课程，建立对应的课程群，这样才能提出合理的优化整合方案。
（一）原有授课模式的不足
电力工程课程是整合工厂供电及电力系统分析相关课程的一门综合性课程，主要讲授电力系统的基本组成和运行原理，电力系统的元件参数计算、稳定运行分析和故障分析的基本方法，电力系统电气主接线设计、主要电器设备选择的原则和方法、继电保护等内容。由于囊括了工厂供电及电力系统分析两门课程的内容，其课程内容丰富且繁重。在有限的学时中讲授如此多的内容在给教师带来极大授课压力的同时，也会让学生渐渐失去学习热情，并最终影响其对整个电力系统知识体系的构建。
（二）课程群课程的选择
电力工程课程群建设，须秉承学科相近的原则，对知识点有重复或传承的课程进行整合优化，从而建立起合理有效的课程群，使教师能轻松地传播知识，学生能有效地学习知识。为此，结合我校电气工程教育的特色与传统，我们挑选出了电力系统继电保护原理、电气控制技术及电力系统调度自动化等三门课程，结合电力工程课程来建设电力工程课程群。
电力系统继电保护原理主要讲授继电保护的基本概念、输电线路的电流保护、接地保护、距离保护、纵联保护的基本原理，变压器保护的基本配置及主要保护的基本原理，自动重合闸、发电机保护、母线保护等内容。电气控制技术则主要讨论异步电动机拖动系统和直流电动机调速系统的起动和调速控制技术，以及电气线路的分析和设计，常用电磁式低压电器的作用与分类、结构与工作原理，可编程控制器的基本工作原理等。电力系统调度自动化则以电力系统“四遥”为主线，主要讲述电力系统调度自动化的有关理论，性能和运行特性，涉及电力系统稳态运行的相关基础理论。
从上述三门课程讲授的内容可以看出，其与电力工程的课程内容互有传承，相互渗透，并有较多的重复。电力工程主要讲授电力系统分析的基础内容，继电保护则是在其基础上的升华。因为系统的稳定运行离不开保护装置的调节与动作，而保护装置的调节与动作又离不开电气控制设备的判断与运行，而这一切设备的自动化管理都离不开“四遥”技术的调度与管理。因此，从内容上可以较为清晰地看出，这四门课程存在明显的传承关系，因而在授课过程中存在较多知识重复的问题。建立电力工程课程群，就是以电力系统稳定运行为基点，逐步提升知识的难度与高度，使知识结构紧密，易于学生掌握。为建立结构合理、层次清晰的电力工程课程群，就要对教学内容及课时进行整体优化。
（三）电力工程课程群整体优化方案
可以从三个角度来优化电力工程课程群，分别为课程优化、实验优化以及考核优化。课程及实验优化主要以教师为主体，即明确“教什么”，而考核优化则主要以学生为主体，即明确“学什么”。
1.课程优化
针对四门课程授课内容的特点，可以首先将电力工程课程中的继电保护一节的内容移到电力系统继电保护课程专门讲授，而电力系统监测与控制的内容并入电力系统调度自动化课程中讲授，与开关电器电弧、灭弧相关的原理及相应保护设备，则并入电气控制技术的高低压电器一节讲授。此外，电力系统继电保护的微机保护一节与电力系统调度自动化课程内容有较大的重复，特别是硬件部分有许多相同之处，因此可以考虑将其并入电力调度自动化课程中讲授。由此，通过重新制订教学大纲，根据教学内容重新安排学时，可以使每一门课程的学时数得到合理安排。
2.实验优化
以往为促进学生理论与实践相结合的能力，每一门课程都配以相应的实验。该类实验的特点是与教材内容结合较为紧密，但主要以验证性及演示性实验为主，实验时间分散，实验内容缺乏系统化。学生通过实验只能片面地了解一部分课程内容，且只能了解部分设备的运行情况，缺乏对整个电力系统运行的深入理解。因此，有必要整合实验内容，将单一分散的实验课时整合为持续时间较长的整体的课程设计。
以上述四门课程为例，可以强调四门课程综合的课程设计，如要求学生设计某厂矿的变电所，从而考核学生电气设备选择、电气主接线设计、负荷计算等方面的知识。同时，还可以在此基础上增加继电保护装置的要求，并要求学生绘出遥信遥感的结构图，从而考查学生综合运用知识的能力，使学生能够通过课程设计，达到整体了解变电所设计运行的基本方法以及注意点，从而提高学生系统学习能力的目的。此外，还可以安排学生到临近变电站进行参观实习，让学生了解相关电气设备具体的作用，增强学生的感官认识。相较于以往效率较低的课程实验，这样可以极大地提高學生的学习效率，并促进学生知识的整体消化吸收。
3.考核优化
课程内容的优化必然带来考核内容的优化。以往由于课程知识点繁杂，学生在期末复习时需要记忆许多与本门课程内容关联度不高的知识点，而课程的核心知识点却由于复习时间紧而未能有效地掌握，从而影响了学生的成绩。因此，通过课程群内容的整体优化，每一门课程都有相应的重点内容，这使得学生能够在复习时能紧紧围绕课程的核心知识点展开，而将关联度并不高的内容放入课程群的其他课程中进行复习，从而提高每一门课程的学习和复习效率。这样既能够提高学生的学习成绩，也能使学生掌握合理有效的学习方法。
课程优化、实验优化以及考核优化有效地改善了教师与学生的教学及学习情况，使得教师讲授最优化，学生学习最优化，使学生在有效的时间内牢固掌握核心知识成为可能，从而实现了课程群建设的目标与意义。
三、结束语
本文针对建设的电力工程课程群，分析了课程群内不同课程的特点，从课程、实验、考核三个方面提出了具体的优化方案，为进一步推动电气工程本科生教育改革提供了参考。当然，相关优化方案还需在后续教学过程中根据实际教学效果不断地完善改进，这样才能使教学方法紧跟时代发展的脚步，使培养的学生能够符合社会对人才发展的要求。
[ 参 考 文 献 ]
[1] 丁守成， 张爱华， 黄瑞，等.电工电子实验系列课程体系建设[J].电气电子教学学报，2015（6）：98-100，104.
[2] 张涛，吴谨，熊庆国，等.电子电气类工程教育的探索与实践[J].大学教育，2013（5）：30-31.
[3] 武艳，张莉莉，张栓记.“电力系统及其自动化”课程群建设探讨[J].教育教学研究，2012（7）：125-127.
[4] 陈晓娟，杨明宇.通信工程专业课程群的设计[J].东北大学学报，2009（5）：28-30.
[责任编辑：陈 明]
[摘 要]电气工程及其自动化专业是传统的工程学科。可以针对电气工程及其自动化本科生“厚基础、宽口径、重能力”的培养要求，提出电力工程课程群的建设目标，分析课程群内不同课程的特点。优化课程群建设的具体方案，包括课程优化、实验优化及考核优化等三个角度。
[关键词]电力工程；课程群；优化方案
[中图分类号] G642.3 [文献标识码] A [文章编号] 2095-3437（2017）04-0063-02
电气工程及其自动化专业作为传统的工程学科，已有上百年的发展历史。为适应新时期社会对电气工程人才的不同需求，国内外高校不断推动电气工程教育的发展与改革，教育理念也随着时代的发展而变化，从原来的“重理论轻实践”，逐步发展为“厚基础、宽口径、重能力”。[1][2]
电力工程作为电气工程及其自动化本科生培养的主干课程，是电气工程本科生人才培养的重点课程，也是整个电气工程专业的基础课程。[3]可见，如何提高电力工程课程的教学水平，这对于提高本科生的教育水平及毕业质量有着重要的意义。电力工程作为一门整合工厂供电及电力系统分析两门课程的综合性课程，对构建本科生电力系统知识体系具有举足轻重的作用。课程内容的丰富性造成了学时紧张、讲课内容泛而不精的情况。为解决该问题，可以从宏观层面出发，将若干电力工程相关课程内容统一整合，从而优化学时，突出重点，推动电力工程课程群建设，使学生对电力系统的整体设备运行、调度、保护及设计有一个完整的了解，最终让学生构建完整的电力工程知识体系，满足电力工业对人才发展的需求。这样，加紧推进电力工程课程群建设与实践，就成为了电气工程本科生教育改革的首要任务。
一、课程群建设理念简介
20世纪90年代，北京理工大学在题为《在课程建设中应当以教学计划的整体优化为目标》的教育改革项目中，首先提出了课程群建设的总体思路，继而逐渐发展成为学科教育改革的新兴理念，为国内众多高校教育改革提供了参考。课程群的主要内涵为[4]：整合三门及三门以上学科相关课程，相互传承，相互滲透，相互补充，从而整合课程授课内容，使课程结构合理，层次清晰，进一步挖掘课程的整体优势，从而建立起学科优势。课程群不仅能使学生能够在较短的学时内掌握重点、有效的知识，构建坚实的知识体系，也能使教师在授课过程中将有限的知识点讲透讲精。课程群的整体是全面而严谨的，这就避免了原来单一课程为求知识全面而进行“蜻蜓点水”般的讲课模式。
二、电力工程课程群建设方案
建立电力工程课程群，首先应分析原有课程授课模式的不足，然后参考课程群的内涵，选择合理的相关课程，建立对应的课程群，这样才能提出合理的优化整合方案。
（一）原有授课模式的不足
电力工程课程是整合工厂供电及电力系统分析相关课程的一门综合性课程，主要讲授电力系统的基本组成和运行原理，电力系统的元件参数计算、稳定运行分析和故障分析的基本方法，电力系统电气主接线设计、主要电器设备选择的原则和方法、继电保护等内容。由于囊括了工厂供电及电力系统分析两门课程的内容，其课程内容丰富且繁重。在有限的学时中讲授如此多的内容在给教师带来极大授课压力的同时，也会让学生渐渐失去学习热情，并最终影响其对整个电力系统知识体系的构建。
（二）课程群课程的选择
电力工程课程群建设，须秉承学科相近的原则，对知识点有重复或传承的课程进行整合优化，从而建立起合理有效的课程群，使教师能轻松地传播知识，学生能有效地学习知识。为此，结合我校电气工程教育的特色与传统，我们挑选出了电力系统继电保护原理、电气控制技术及电力系统调度自动化等三门课程，结合电力工程课程来建设电力工程课程群。
电力系统继电保护原理主要讲授继电保护的基本概念、输电线路的电流保护、接地保护、距离保护、纵联保护的基本原理，变压器保护的基本配置及主要保护的基本原理，自动重合闸、发电机保护、母线保护等内容。电气控制技术则主要讨论异步电动机拖动系统和直流电动机调速系统的起动和调速控制技术，以及电气线路的分析和设计，常用电磁式低压电器的作用与分类、结构与工作原理，可编程控制器的基本工作原理等。电力系统调度自动化则以电力系统“四遥”为主线，主要讲述电力系统调度自动化的有关理论，性能和运行特性，涉及电力系统稳态运行的相关基础理论。
从上述三门课程讲授的内容可以看出，其与电力工程的课程内容互有传承，相互渗透，并有较多的重复。电力工程主要讲授电力系统分析的基础内容，继电保护则是在其基础上的升华。因为系统的稳定运行离不开保护装置的调节与动作，而保护装置的调节与动作又离不开电气控制设备的判断与运行，而这一切设备的自动化管理都离不开“四遥”技术的调度与管理。因此，从内容上可以较为清晰地看出，这四门课程存在明显的传承关系，因而在授课过程中存在较多知识重复的问题。建立电力工程课程群，就是以电力系统稳定运行为基点，逐步提升知识的难度与高度，使知识结构紧密，易于学生掌握。为建立结构合理、层次清晰的电力工程课程群，就要对教学内容及课时进行整体优化。
（三）电力工程课程群整体优化方案
可以从三个角度来优化电力工程课程群，分别为课程优化、实验优化以及考核优化。课程及实验优化主要以教师为主体，即明确“教什么”，而考核优化则主要以学生为主体，即明确“学什么”。
1.课程优化
针对四门课程授课内容的特点，可以首先将电力工程课程中的继电保护一节的内容移到电力系统继电保护课程专门讲授，而电力系统监测与控制的内容并入电力系统调度自动化课程中讲授，与开关电器电弧、灭弧相关的原理及相应保护设备，则并入电气控制技术的高低压电器一节讲授。此外，电力系统继电保护的微机保护一节与电力系统调度自动化课程内容有较大的重复，特别是硬件部分有许多相同之处，因此可以考虑将其并入电力调度自动化课程中讲授。由此，通过重新制订教学大纲，根据教学内容重新安排学时，可以使每一门课程的学时数得到合理安排。
2.实验优化
以往为促进学生理论与实践相结合的能力，每一门课程都配以相应的实验。该类实验的特点是与教材内容结合较为紧密，但主要以验证性及演示性实验为主，实验时间分散，实验内容缺乏系统化。学生通过实验只能片面地了解一部分课程内容，且只能了解部分设备的运行情况，缺乏对整个电力系统运行的深入理解。因此，有必要整合实验内容，将单一分散的实验课时整合为持续时间较长的整体的课程设计。
以上述四门课程为例，可以强调四门课程综合的课程设计，如要求学生设计某厂矿的变电所，从而考核学生电气设备选择、电气主接线设计、负荷计算等方面的知识。同时，还可以在此基础上增加继电保护装置的要求，并要求学生绘出遥信遥感的结构图，从而考查学生综合运用知识的能力，使学生能够通过课程设计，达到整体了解变电所设计运行的基本方法以及注意点，从而提高学生系统学习能力的目的。此外，还可以安排学生到临近变电站进行参观实习，让学生了解相关电气设备具体的作用，增强学生的感官认识。相较于以往效率较低的课程实验，这样可以极大地提高學生的学习效率，并促进学生知识的整体消化吸收。
3.考核优化
课程内容的优化必然带来考核内容的优化。以往由于课程知识点繁杂，学生在期末复习时需要记忆许多与本门课程内容关联度不高的知识点，而课程的核心知识点却由于复习时间紧而未能有效地掌握，从而影响了学生的成绩。因此，通过课程群内容的整体优化，每一门课程都有相应的重点内容，这使得学生能够在复习时能紧紧围绕课程的核心知识点展开，而将关联度并不高的内容放入课程群的其他课程中进行复习，从而提高每一门课程的学习和复习效率。这样既能够提高学生的学习成绩，也能使学生掌握合理有效的学习方法。
课程优化、实验优化以及考核优化有效地改善了教师与学生的教学及学习情况，使得教师讲授最优化，学生学习最优化，使学生在有效的时间内牢固掌握核心知识成为可能，从而实现了课程群建设的目标与意义。
三、结束语
本文针对建设的电力工程课程群，分析了课程群内不同课程的特点，从课程、实验、考核三个方面提出了具体的优化方案，为进一步推动电气工程本科生教育改革提供了参考。当然，相关优化方案还需在后续教学过程中根据实际教学效果不断地完善改进，这样才能使教学方法紧跟时代发展的脚步，使培养的学生能够符合社会对人才发展的要求。
[ 参 考 文 献 ]
[1] 丁守成， 张爱华， 黄瑞，等.电工电子实验系列课程体系建设[J].电气电子教学学报，2015（6）：98-100，104.
[2] 张涛，吴谨，熊庆国，等.电子电气类工程教育的探索与实践[J].大学教育，2013（5）：30-31.
[3] 武艳，张莉莉，张栓记.“电力系统及其自动化”课程群建设探讨[J].教育教学研究，2012（7）：125-127.
[4] 陈晓娟，杨明宇.通信工程专业课程群的设计[J].东北大学学报，2009（5）：28-30.
[责任编辑：陈 明]
